東海大学物理2013年第4問

質量$500$gで比熱$0.40$J/(g・K)の物体$\text{A}$、質量$1000$gで比熱$0.50$J/(g・K)の物体$\text{B}$、質量$500$gで比熱$1.0$J/(g・K)の物体$\text{C}$がある。熱のやりとりに関する以下の各問いに答えなさい。
  • (1) 物体$\text{A}$の熱容量は何J/Kか。
  • (2) 物体$\text{A}$の温度を$25$℃から$150$℃まで上げるとき、必要な熱量は何Jか。
  • (3) 温度が$150$℃の物体$\text{A}$を、温度が$10$℃の物体$\text{B}$に接触させ、熱平衡に達したとき、物体$\text{B}$の温度は何℃になるか。ただし、熱のやりとりは、物体$\text{A}$と物体$\text{B}$の間のみで起こるものとする。
  • 電熱器を使用して物体$\text{C}$を温めた。電熱器の電熱線には、直流の電圧$100$Vをかけて、$0.50$Aの電流を流した。

  • (4) この電熱器で物体$\text{C}$の温度を$30$℃から$210$℃まで温めるのにかかる時間は何$s$か。ただし、電熱器の熱はすべて物体$\text{C}$に伝わるものとし、まわりに熱は逃げないものとする。
  • (5) (4)において、電熱器が消費した電力量は何kWhか。